Programme de Technologie au collège
De Wikidebrouillard.
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Cycle d’adaptation – Classe de sixième
En classe de sixième, l’enseignement de la technologie s’inscrit dans la continuité des apprentissages dispensés à l’école, sous les rubriques “ Découvrir le monde ” et “ Sciences expérimentales et technologie ” du cycle des apprentissages fondamentaux et du cycle des approfondissements de l’école. Les activités s’appuient sur l’étude et la réalisation de plusieurs objets techniques motivants. Ils sont adaptés au niveau de compréhension des élèves et à la nécessité d‘une approche environnementale et citoyenne. L’enseignement s’articule autour d’un domaine d’application central, celui des « moyens de transport ». Le déplacement des personnes et des biens met en œuvre des objets techniques qui vont du plus simple au plus complexe. Les supports d’enseignement sont choisis par le professeur de façon à permettre une première approche de la mise en relation des fonctions et des principes techniques de base (principe du levier, transmissions et transformations de mouvement par roue, courroies, engrenages, crémaillères...), de notions relatives à leur évolution technique, aux énergies utilisées et aux caractéristiques des matériaux. Les objets choisis dans le domaine des moyens de transport (aériens, maritimes, terrestres) intègrent donc des parties mobiles.
L’analyse du fonctionnement d’un objet technique
L’observation et l’analyse d’objets techniques permettent d’acquérir le vocabulaire technique de base, de commencer à mettre en évidence des principes élémentaires de solutions techniques comme la transmission et la transformation de mouvements, le freinage, le guidage et quelques-unes de leurs applications et de faire identifier quelques principes physiques simples associés à un fonctionnement.
- Objet technique, besoin, fonction, valeur
- Principe général de fonctionnement
- Fonction technique, solution technique
- Modes de représentation : croquis, vues 2D, perspective, modèle numérique 3D
- Informations et caractéristiques techniques (notices et fiches produits)
Les matériaux utilisés
Les matériaux jouent un rôle dans le fonctionnement de l’objet technique, ses performances, sa durée de vie, son esthétique. Ils sont au centre des préoccupations liées au développement durable et à l’énergie. La découverte des matériaux se fait à partir des objets techniques étudiés, par une approche élémentaire de leurs propriétés et de leurs possibilités de transformation. Sur les autres niveaux du collège, cette démarche se poursuit et est approfondie pour aboutir au choix d’un matériau dans une solution technique.
- Matériaux usuels : métalliques, organiques, céramiques
- Caractéristiques physiques des matériaux : densité, rigidité, résistance, conductibilité électrique, résistance à la corrosion ; Relations entre formes, matériaux et procédés de réalisation : aptitude à la coupe (cisaillage, poinçonnage, usinage), à la déformation plastique (pliage, formage), au soudage et au collage.
- Caractéristiques économiques des matériaux : coût de mise à disposition ; valorisation (au sens de l’écologie)
- Contraintes environnementales
Les énergies mises en œuvre
Il s’agit d’identifier les différentes énergies exploitées dans le fonctionnement de l’objet technique étudié et de comprendre que le choix des énergies est lié à des contraintes techniques et humaines. Les activités doivent rester simples et concrètes. Cette première approche conduit l’élève à une sensibilisation aux problèmes environnementaux et au développement durable. Elle se poursuivra sur les autres niveaux du collège vers la distribution et la gestion de l’énergie dans les objets techniques en prenant en compte les conséquences économiques, sociales et environnementales.
- Nature de l’énergie de fonctionnement : énergie mécanique, énergie électrique, énergie thermique, énergie musculaire, énergie hydraulique.
- Eléments de stockage de l’énergie : pile chimique, accumulateur, réserve naturelle...
- Eléments de distribution de l’énergie : mécanismes, fils conducteurs électriques, tuyaux, canalisations
- Eléments de transformation de l’énergie : moteur, vérin
- Impact sur l’environnement : dégradation de l’air, de l’eau et du sol
L’évolution de l’objet technique
Il s’agit de situer un objet technique dans une évolution historique et de faire ainsi apparaître des solutions utilisées à d’autres périodes pour répondre à un même besoin. À partir de quelques illustrations simples de solutions techniques utilisées dans les objets techniques étudiés, on montrera dès la sixième que le progrès des techniques et les évolutions socio-économiques sont souvent liés.
- Familles d’objets
- Avancées technologiques
La communication et la gestion de l’information
L’approche "Communication et gestion de l’information" du programme de technologie vise à enrichir les acquis des collégiens dans le domaine des technologies de l’information et de la communication par des apports de compétences sur lesquels, comme pour les autres disciplines, pourra s’effectuer la validation du Brevet informatique et internet (B2i) de niveau collège. La technologie doit s’appuyer sur les compétences acquises et validées pour le B2i école et le cas échéant remédier aux différences de niveaux constatées en proposant des activités adaptées. Par son objet et ses démarches d’enseignement, la technologie favorise une première approche de la nature de l’information, de son traitement, de sa mémorisation, de sa diffusion, qui permet d’aller au-delà des modes opératoires liés à l’utilisation de logiciels ou de services et d’acquérir «quelques schémas mentaux corrects» propres à l’informatique et à ses applications.
- Serveurs. Postes de travail. Terminaux mobiles. Périphériques. Logiciels
- Acquisition et restitution des données
- Stockage des données, arborescence. Mémoire. Unité de stockage
- Consultation de documents numériques
- Création et transmission de documents numériques
- Recherche d’informations sur la “ toile ”
Les processus de réalisation d’un objet technique
La réalisation permet de mener des investigations sur les moyens et procédés techniques et de réfléchir à l’ordonnancement des opérations associées à leur mise en œuvre. Elle présente une double finalité :
- elle contribue à l’acquisition de connaissances et de capacités directement liées à la fabrication, l’assemblage et la validation finale ;
- elle permet aussi d’aborder ou de consolider les connaissances et les capacités des autres parties du programme en se confrontant aux matériaux, aux énergies et en validant par l’essai le fonctionnement de l’objet technique réalisé.
- Modes de représentation (images, projections, cotes, symboles)
- Formes permises par les procédés de fabrication (usinage, découpage, formage)
- Mise en position et maintien d’une pièce
- Procédés d’assemblage : soudage, rivetage, collage, emboîtement, vissage
- Mesure dimensionnelle (diamètre, distance), unité
Cycle central - Classe de cinquième
En classe de cinquième, l’enseignement de la technologie prend appui sur le domaine d’application : « habitat et ouvrages ». Ainsi, l’élève est situé au cœur des objets techniques de son environnement (ouvrage d’art, habitation individuelle, équipements collectifs, monument, local industriel et/ou commercial, aménagement urbain, aménagements intérieurs...) dont il apprécie l’évolution dans le temps. Le logement, l’agencement des bâtiments publics et d’habitation, la construction d’ouvrages et d’ouvrages d’art, l’aménagement intérieur, l’isolation phonique et thermique, la stabilité des structures sont autant d’applications sur lesquelles il est pertinent de faire s’interroger l’élève. Les supports d’enseignement sont choisis par le professeur de façon à permettre une approche des principes techniques de base, des notions relatives à leur évolution technique, aux énergies et aux caractéristiques des matériaux traditionnels ou innovants utilisés. Les objets techniques retenus doivent privilégier la réflexion sur les structures et l’agencement.
L’analyse et la conception de l’objet technique
À partir de la classe de cinquième, l’élève va acquérir, toujours selon une démarche d’investigation ou de résolution de problèmes techniques, des compétences, lui permettant de passer progressivement de l’analyse à la conception. La représentation des solutions techniques peut se faire sous forme de croquis ou de schémas à main levée si leur lecture est univoque. L’utilisation du modèle numérique 3D doit être présentée comme offrant une bonne perception du réel et une grande facilité de modifications de forme, d’aspect et de structure.
- Fonction
- Solutions techniques
- Contraintes liées : au fonctionnement ; à la durée de vie ; à la sécurité ; à l’esthétique et l’ergonomie ; au développement durable.
- Contexte social et économique.
- Croquis, schéma, codes de représentation.
- Modélisation du réel (maquette, modèles géométrique et numérique) et représentation en conception assistée par ordinateur.
Les matériaux utilisés
La découverte des matériaux, initiée en classe de sixième, s’enrichit en cinquième grâce à l’étude de nouveaux supports d’enseignement issus du domaine de l’habitat et des ouvrages. L’étude de nouveaux matériaux permet de découvrir de nouvelles propriétés, de nouvelles possibilités de transformation. Les matériaux métalliques, céramiques, organiques et composites sont abordés dans le contexte de l’étude d’un objet technique présent dans le laboratoire ou dans l’environnement de l’élève.
- Propriétés des matériaux : propriétés intrinsèques (aspect physique, propriétés mécaniques, acoustiques, thermiques).
- Propriétés mécaniques et esthétiques d’une structure : résistance ; déformation ; esthétique.
- Origine des matières premières et disponibilité des matériaux.
Les énergies mises en œuvre
Il s’agit de renforcer une première approche faite en classe de sixième autour de la notion de chaîne d‘énergie et d’aborder quelques notions sur la gestion de l’énergie. Le domaine « habitat et ouvrages » permet d’envisager des allers-retours entre la réalité et les différentes représentations réalistes ou symboliques de la chaîne d’énergie.
- Chaîne d’énergie : alimentation, distribution, stockage, transformation, transport de l’énergie.
- Économie d’énergie, pertes.
L’évolution de l’objet technique
Dans le prolongement de l’étude de l’évolution des objets techniques en classe de sixième, cette approche a pour but d’amener l’élève à mieux appréhender les évolutions des habitats et ouvrages au cours du temps, en élargissant sa vision historique des productions et constructions imaginées et réalisées par l’homme. Les investigations sur les objets techniques réels doivent permettre de bien percevoir qu’une solution est un compromis à un moment donné en fonction notamment de l’état des sciences et des techniques disponibles.
- Évolution d’objets techniques dans un contexte historique et socio-économique.
- Évolution des styles en fonction des principes techniques et des tendances artistiques.
- Évolution des outils et des machines.
La communication et la gestion de l’information
En classe de cinquième l’accent est mis :
- sur le système d’information ; le système d’information représente l'ensemble des éléments qui participent à la gestion, au stockage, au traitement, au transport et à la diffusion de l'information au sein d'une organisation ;
- sur l’acquisition des compétences liées à la quatrième compétence du socle commun de connaissances et de compétences.
Au programme :
- Environnement informatique : serveurs, postes de travail, terminaux mobiles, périphériques, logiciels.
- Organisation fonctionnelle des réseaux.
- Outils de base (forum, téléchargement, vote en ligne, publication, messagerie interne, répertoires...) d’un environnement d’un espace numérique de travail (ENT).
- Outils logiciels (traitement de textes, tableur-grapheur, de présentation, de création et de visualisation 3D)
- Moteur de recherche, mot clé, opérateurs de recherche
- Propriété intellectuelle. Copyright et copyleft.
Les processus de réalisation d’un objet technique
L’approche « processus de réalisation » s’appuie sur un objet technique étudié et permet de répondre à la question : « comment est-il réalisé ? ». Elle contribue ainsi à l’acquisition de connaissances et de capacités spécifiques à la fabrication et à l’assemblage de l’objet technique. En cinquième, l’approche réalisation permet notamment de consolider les connaissances relatives à l’approche sur les matériaux. Elle prolonge celles abordées en sixième dans la complexité et dans l’inventaire des matériaux de construction. Cette approche permet de réaliser un prototype ou une maquette de qualité sur lesquels des tests et des contrôles peuvent être mis en œuvre. ‘’On devra être vigilant sur le fait que le processus de réalisation d’une maquette n’est pas identique à celui de l’objet technique réel. Cette réalisation est collective et met en œuvre des modes de fabrication unitaire.’’
- Contraintes liées aux procédés de fabrication, de contrôle et de validation.
- Prototype, maquette.
- Échelles.
- Processus opératoire de réalisation d’un objet technique.
- Antériorités et ordonnancement.
Cycle central - Classe de quatrième
L’enseignement s’articule autour d’un domaine d’application : « confort et domotique ». L’équipement intérieur (équipements en électroménager, vidéo, son, hygiène et beauté...) ou extérieur (éclairage, éolienne, installations solaires, équipement sportif, piscine...), l’informatisation et l’automatisation des systèmes du quotidien (chauffage, éclairage, sécurité des biens et des personnes...) sont autant d’éléments proches des élèves et sur lesquels il est pertinent de les faire s’interroger. Les supports d’enseignement sont choisis par le professeur de façon à permettre une approche des principes techniques de base (commande, régulation...), des connaissances relatives à leur évolution technique, aux énergies mises en œuvre, transformées, dissipées et aux matériaux utilisés. Les objets techniques retenus intègrent des parties mobiles et leur commande. Le choix des supports peut également permettre une sensibilisation à l’histoire des arts. La comparaison d’objets techniques, de différentes époques, montre la place que l’art occupe dans la conception. Les supports d’enseignement choisis doivent se prêter à cette comparaison, comme par exemple ceux liés à la musique ou aux arts de représentation (photographie, films...).
L’analyse et la conception de l’objet technique
Les connaissances et les capacités proposées en classe de quatrième permettent une représentation fonctionnelle des objets techniques étudiés. Dans ce cas, l’élément graphique de base peut être simple et est limité à l’identification de la fonction, à la frontière de l’objet technique étudié et aux liaisons avec son environnement. L’élève effectue des recherches de solutions techniques. En parallèle, la représentation structurelle s’affine avec notamment la réalisation de maquettes numériques de tout ou partie d’objets techniques.
- Représentation fonctionnelle.
- Contraintes liées : au fonctionnement ; à la sécurité ; à l’esthétique et l’ergonomie ; au développement durable.
- Contraintes économiques : coût global.
- Solution technique.
- Représentation structurelle : modélisation du réel (maquette, modèles géométrique et numérique).
- Planification des activités.
Les matériaux utilisés
Les matériaux sont adaptés aux performances, à la durée de vie, à l’esthétique de l’objet technique, ainsi qu’aux contraintes budgétaires et organisationnelles de la réalisation. De nouvelles propriétés, adaptées aux supports retenus, de nouvelles possibilités de transformation, apparaissent. En quatrième, on accordera une importance particulière aux propriétés électriques des matériaux.
- Propriétés des matériaux : propriétés intrinsèques (aspect physique, propriétés mécaniques, électriques, thermique) ; aptitude à la mise en forme.
- Caractéristiques économiques des matériaux : coût de mise à disposition ; valorisation (au sens de l’écologie).
Les énergies mises en œuvre
Il s’agit d’identifier les différents types d’énergie exploités dans le fonctionnement de l’objet technique et de comprendre que le choix des énergies est lié à des contraintes techniques, humaines et économiques. Les activités doivent rester simples et concrètes, toujours en rapport avec les supports étudiés dans le cadre du domaine d’application « confort et domotique ». Elles peuvent donner lieu à des recherches documentaires. Cette approche conduit l’élève à une sensibilisation aux problèmes environnementaux et au développement durable. Elle éclaire le fonctionnement de l’objet technique en abordant la distribution et la gestion de l’énergie dans les objets techniques en prenant en compte les conséquences économiques, sociales et environnementales.
- Efficacité énergétique.
- Gestion de l’énergie, régulation.
L’évolution de l’objet technique
Cette approche doit permettre à l’élève de prendre conscience que l’évolution de l’électronique et de l’informatique ont permis une évolution dans la réalisation des objets techniques qui nous entourent conduisant l’homme à vivre dans un meilleur confort avec une meilleure maîtrise des énergies. Les innovations techniques suscitent l’émergence de nouveaux besoins. La multiplication et l’accumulation des appareils électriques et électroniques posent le problème des conditions techniques et économiques de leur recyclage.
- Adaptation aux besoins et à la société.
- Évolution des solutions techniques : non-mécanisées ; mécanisées ; automatiques ; informatisées.
La communication et la gestion de l’information
En classe de quatrième l’accent sera mis sur les systèmes automatiques.
- Chaîne d’informations. Chaîne d’énergie.
- Acquisition de signal : saisie, lecture magnétique, optique, numérisation, utilisation de capteurs...
- Forme du signal : information analogique, information numérique.
- Traitement du signal : algorithme, organigramme, programme.
- Commande d’un objet technique et logique combinatoire de base : ET, OU, NON.
- Interface. Mode de transmission avec ou sans fil.
- Transport du signal : lumière, infrarouge ; ondes (hertziennes, ultrasons) ; électrique.
Les processus de réalisation d’un objet technique
En classe de quatrième, l’approche « processus de réalisation » s’appuie toujours sur l’objet technique étudié. Les activités proposées correspondent à une ou plusieurs réalisations collectives de prototypes ou de maquettes et mettent en œuvre des moyens de fabrication unitaire. L’approche réalisation permet notamment de maîtriser les capacités de configuration d’objets techniques nécessitant la saisie de données, la modification d’un programme de commandes automatiques, le choix de programmes préétablis, les tests de bon fonctionnement et la mise en service. Cette approche consolide les capacités relatives à l’organisation et à la qualité de la réalisation.
- Poste de travail – Règles de sécurité.
- Contraintes liées aux procédés et modes de fabrication : formes possibles, précision accessible.
- Contraintes liées aux procédés de contrôle et de validation.
- Processus de réalisation (fabrication, assemblage, configuration) d’un objet technique.
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